3、耐火母线槽:设有非凡耐火性能的缠包云母带,附件为耐火的绝缘件。在母线连接头、插接箱、母线槽壳体等部位经非凡设计加工,具有符合耐火标准的耐火性能。消防泵、消防电梯、应急发电机等低压配电干线应选用耐火型密集母线槽,保证在火灾时电源的供给,以利火灾的扑救。但由于我国耐火母线槽制造标准正在编制,产品还在试制过程中。该产品不久将在国内出台。因此现阶段设计的选型,也只能在阻燃型密集型母线槽外壳上刷防火涂料,仅此而已。
电缆桥架
电缆桥架分为梯级式、托盘式、槽式和组合式四种类型。材料选用优质冷轧钢板,表面处理可分烤漆、静电喷涂、镀锌等。铝合金抗腐蚀桥架、重量轻、耐腐蚀、寿命长、免维护,但只有梯级式、托盘式、槽式三种类型。耐火电缆桥架也称作耐燃式汇线桥架,与槽式相同。但耐火电缆桥架在钢制槽盒内底层组装一块无机材料,上层安装一个无机材料与增强玻璃纤维构成一个内槽。内外两层的空隙平时可起通风散热的作用,槽内温度可限制在电缆安全运行答应值内,但对电缆的载流量将会降低,电缆的载流量需降容修正。
四、选用电缆桥架的原则
目前固原市甚至在全区建筑工程中,大都采用一种1.5-2mm厚的钢制托盘式、梯级式、槽式桥架,在钢制外壳上刷防火涂料,就认为是耐火电缆桥架了。这是一种不了解防火法规的作法,不是依照环境特征和使用部位、场所的耐火要求选用的电缆桥架,因此也满足不了普通和阻燃电缆的耐火要求。耐火电缆敷设应选用无内胆的耐火桥架,钢材厚度为2.5mm,这是考虑在火灾时30分钟至1.5小时的耐火要求,钢制桥架不致于软化,造成耐火电缆的坠落。另外也利于耐火电缆扫散热,耐火电缆答应在950-1000℃高温中工作90min,故不必采用耐火桥架,反之则是一种浪费。普通电缆和阴燃电缆选用的桥架如有防火要求时,则必须采用有内胆的耐火桥架,耐火电缆桥架根据厂家出示耐火电缆桥架的燃烧告。一般要求:当炉内温度820℃,燃烧时间为30min时,桥架内腔温度为75℃;当室内温度为925℃,燃烧时间为60min时,内腔温度为115℃。
五、配电线路敷设的防火蔓延措施
上述重点介绍了普通电缆、阻燃电缆、耐火电缆和不燃电缆的性能;普通密集型母线槽、阻燃型母线槽及耐火母线槽的产品性能,以及设计人员如何根据环境特征、建筑物的特点正确选择。就防火而言,中压10KV电力电缆,目前我国大多数厂家生产的10KV电力电缆还是普通型的电缆,有些厂家已生产了阻燃型和难燃型电缆。10KV电力电缆在进入民用建筑物内电缆的敷设应采用金属钢管和铜墙铁壁金属封闭式线槽保护。而金属钢管和金属封闭式线槽,无论是在电气竖井内还是在其他部位明敷设均应刷防火漆保护。10KV电力电缆从建筑物进户处至中压配电柜,以及由中压配电柜至电力变压器线路虽不长,但电力电缆也应按防火要求敷设和防护。
在民用建筑物中10KV电力电缆用量较小,火灾的危害性相对较小。而低压配电线路,由于几乎敷设在建筑物的各个部位,故而发生火灾的隐患和危害性就大。为防止低压配电线路电气火灾,除应尽量减少线路的短路、过载和接地故障外,还需在低压配电线路发生火灾时,能有效地限制火势沿配电线路的路径蔓延。
六、层间及防火分区耐火墙贯通部分的防火处理
1、高层、超高层民用建筑的电气竖井比较长,一但发生火灾,竖井则成为通风道,会产生烟囱效应。因此要妥善处理每层配电及弱电竖井的地面,应将各种电气线路孔洞的空隙,采用与建筑构件具有相同耐火等级的材料堵塞严实,形成楼层竖井间的防火密封隔离。电缆在楼层间穿通时,穿板套管两端管口空隙也应作封闭隔离。强、弱电竖井的地面应高出同层地面高度50-100mm,以防止水进入坚井造成强、弱电线路的水的二次灾难。尤其在有火情时,确保火灾自动警系列和消防联动系统应单独设置电气竖井,贯彻“以防为主、防消结合”的方针也是生要举措之一。电缆桥架、母线槽、金属管等配电线路干线安装位置,应尽量避开可能受到喷淋装置直接喷淋的部位。
2、关于贯穿耐火墙的配电线路,应按防火分区的要求认真考虑。非凡是易燃绝缘材料的配电线路,选用电缆桥架、母线槽等贯穿耐火墙时,应采用按相同燃烧等级的材料将孔洞堵塞严密。隔墙两侧贯穿的电缆桥架均应铺细砂,长度距墙一般为1米。以免火热势从一个防火分区,经线路通道窜入另一个防火分区的线路通道,而扩大火势。
3、配电线路选用易燃绝缘材料的电缆时,应将易燃线路完全封闭在耐火的电缆线槽内,外壳应刷防火涂料。
4、电缆、电线的套管,管口两端均采用与四周相同耐火等级的材料堵塞。
5、在桥架上敷设电缆不得在桥架内分支,电缆分支应在桥架外檐附加的分线盒内分支。电气线路敷设及电缆沟在进入建筑物外应设防火墙;电缆隧道进入建筑物及配变电所应设有防火门的防火墙,电缆穿墙保护管两端应采用难燃材料封堵。对用易燃绝缘材料作防护的导体的电气线路,应要求隔离和封闭外,并尽量缩短线路的长度。具有防火隔离的不同线路通道间的线路也应防止互相窜通,避免火势从一线路通道窜入旁路另一线路通道,同样也会扩大火灾的范围。在室内的电缆桥架布线,其电缆不应有黄麻或其他易燃材料的外护套。消防配电线路当采用暗敷设时,应敷设在不燃烧体结构内,且保护层厚度不宜小于30mm,当采用明敷设时,采用金属管或金属线槽上刷防火涂料保护,因为金属管和金属线槽本身本并不具备防火性能。当采用绝缘-和护套为不延燃材料的电缆时,在竖井内可不穿金属管、金属线槽保护,但线路穿过竖井地板时,必须穿过板管、槽保护,上、下两端管、槽口空隙同样应作密封隔离。
在建筑物的顶棚内,当采用电缆桥架时应选用具有槽盖的封闭式金属线槽。
七、配电线路的电气防火保护
配电系统和电气设备由于绝缘老化、损坏或其他原因,可能发生各种故障和不正常的工作状态。其中最常见的是短路故障及线路的长期过载。当电气线路发生故障时,必须迅速切故障,缩小故障的时间和范围,同进也降低了电气线路火灾的几率。
1、配电线路应设过负荷保护电气线路短时过载是正常的,如电动机起动时间不长,不会超过母线槽、电缆、电线的答应温升,也不会对线路造成损害。稍微的过负荷假如时间较长,也将对线路的绝缘、接头、端子造成损害。导体的绝缘由于长期过负荷,将会长时间超过答应温升,导体绝缘将会加速老化,综合短绝缘导体的使用寿命。严重的过负载,如100%过负载时,会使绝缘在短时间内软化变形,介质损耗增大,耐压水平降低,导致电气线路短路,引起火灾。过负载保护的目的也在于防止短路和接地故障的发生。
中华人民共和国强制性标准GB50054-95《低压配电设计规范》第4.3.4条过负载保护电器动作特性应同时满足下列条件。
IB≤In≤Iz-
I2≤1.45Iz-
式中IB--线路计算负载电流;
In-熔断器熔体额定电流或断路器额定电流或整定电流;
Iz-导体答应持续载流量;
I2-保证保护电器可靠动作的电流。当保护电器为低压断器时,I2为约定时间内的约定动作电流;当为熔断器时,I2为约定时间内的约定熔断电流。
2、配电线路应设短路保护配电线路不仅要考虑正常运行情况,而且要考虑发生故障时的非正常运行状态,最严得的是发生短路故障。所谓短路故障是指配电线路中,不同相或相与中性线的绝缘导体,直接金属性连接或经过小阻抗接在一超。配电线路短路时,如不在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流,那么短路电流会迅速使电气线路的绝缘软化甚至燃烧。其导体、电流、电火花的高温,如电气线路近旁有易燃物质也将会引燃起火。因此线路的电流侧都装有熔断器或低压断路器等保护电器,正是为了在短咱时能迅速切断线路的电源,避免火灾的发生。配电线路采用的上、下级保护电器,其动作除应具有选择性外,还要使保护电器与电气线路的导线和电缆相匹配。如保护电器整定值选得过大而不匹配,即使线路短路将绝缘燃烧,保护电器仍不会动作。《低压配电设计规范》第4.2.2条绝缘导体的热稳定校验应符合下列规定。
当短路持续时间不大于5S时,绝缘导体的热稳定应接下式进行校验:S≥I/K√t其中:s-绝缘导体的线芯截面;I-短路电流有效值;t-在已达到答应最高持续工作温度的导体内短路电流持续作用的时间;k-不同绝缘的计算系数。将式变换为:SK≥It式应不大于短路持续时间5S,否则由于热量传导,幅射会影响温升,另外也不选用短路持续时间小于0.1s,因为这时要计入短路电流的非周期分量对温升的影响;式已计入非周期分量。因此,在设计时对低压配电线路用计算电流选用导体截面时应选上限,在满足性能价格比的情况下,可放大1-3级,以利近期五年远期十五年线路上的用电规划,更有利于防止电气线路过负荷的发生,也相应地延长了线路的使用寿命。
3、配电线路应装设漏电保护器
对于防接地故障和等电位方面的理论已具体介绍过,这里不再赘述。为防止接地故障引起火灾除建筑物内将可导电的金属体作总等电位和辅助等电位联结外。为减少接地故障引起的电气火灾危害,而在民用建筑的电源进户侧,设置四刀开关,并地四刀电源开关之后加装漏电电流动作保护器,其额定动作电流I△m≤300mA-500mA。电源侧装设的漏电电流动作保护器的作用,一是防止接地故障引起火灾,二是防止人身电击危害的第二道防线。对于多级装设的漏电电流保护器,前后级在时限上应有选择性。
八、结束语
我国民用建筑电气线路火灾防范的理论与经济发达国家有不小的差距,问题也较多,应积极向经济发达的国家和IEC标准靠拢。努力学习经济发达国家的先进防火理论和实践,结合国情把电气线路的火灾减少到最低程度。另外,设计人员不参加各阶段和竣工验收,政府各职能部门不了解设计意图和工程设计的全过程,也是导致重大电气火灾及电击事故的重要因素之一,应引起各级政府主管部门的高度重视。